07-08福建农林大学考试试卷A.doc

福建农林大学考试试卷 （A）卷20072008学年第 一 学期课程名称： 物理化学（上） 考试时间 120 min 地点： 专业 年级 班 学号 姓名 题号一二三四五总得分得分评卷人签字复核人签字 得 分一、简答题（每小题4分，共36分）1写出第一章介绍的四个最常用的气体状态方程。2总结第一、二章有关理想气体的性质。3写出封闭系统的四个热力学基本方程。4写出下列各种化学反应系统的等温方程和标准平衡常数的表示式。理想气体反应：有凝聚相参加的理想气体反应：实际气体反应：液态混合物的反应：5二组分系统的相图有哪些类型？气液平衡相图：固液平衡相图：6已知水在100时的蒸发焓为，问：用一工业锅炉，将1Kg 20的水蒸发为180、1.003MPa的水蒸气，需多少热？只要求画出求解的过程框图和计算式。7写出下列热力学公式的适用范围（1）U = W （2） ， ， 。（3）H =Q 、 、 。（4）熵判据 。01ap=const.glbL1G1L2G2tBl+gC6H5CH3(A) - C6H6(B)BAt7根据相图，简述将苯和甲苯的混合溶液tA由a点变化到b点的变化过程。t2a L1：t1L1 G2：G2 b：9恒温槽的组成部件主要有哪些？简述恒温槽的恒温工作原理。 得 分二、单项选择题，答案填在下表里（每小题1分，共20分）NO.1234567891011121314151617181920答案1功和热都是 A. 途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值； B. 途径函数，对应某一状态有以确定值 ；C. 状态函数，变化量与途径无关； D. 状态函数，始、终态确定，其值也确定；21mol某理想气体在恒压下温度升高1K时，此过程的体积功为 A. 8.314J B. 8.314J C. 0J D.无法计算 3若液态水在温度T时的标准摩尔生成焓为x，则氢气在该温度下的标准燃烧焓为 A. x B. x C. 0 D. 2x 4下列说法中不符合热力学第一定律的是 A. 在孤立体系中内发生的任何过程中，体系的内能不变； B. 在任何等温变化过程中体系的内能不变；C. 在任一循环过程中W=Q； D. 在理想气体自由膨胀过程中，Q =U = 0。5一定量理想气体在绝热条件下由始态反抗恒外压膨胀至终态，结果体系对外作功。对体系，下列表达不正确的是 A. U 0 B. H 0 C. W 0 D. Q 0 6. 反应2A+BC中，反应物A从6mol变到2mol，则反应进度为A.1mol B. -2mol C. 2mol D. 4mol 7根据热力学第二定律，在一循环过程中， A. 功和热可以完全互相转换； B. 功和热都不能完全互相转换；C. 功可以完全转化为热，热不能完全转化为功； D. 功不能完全转化为热，热可以完全转化为功；8由热力学基本方程判断：一定量的N2气在恒定的温度下增大压力，则其吉布斯函数 A.增大 B.不变 C.减小 D.不能确定 9 在101.325kpa下，-10时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程中AS = 0，G = 0 B. S 0，G 0C. S 0， G 0， G 010应用G 0作为变化方向或限度的判据可适用于以下哪一种过程？A. 等温变化 B. 等温等压变化 C.等温等压且无其它功 D.任意过程11下列关于熵的说法，哪一句是对的？A.隔离系统的熵永远增加。 B.隔离系统的熵永不减少。C.可以用体系的熵值是增加或不变来判断过程是自发变化或达平衡。D. 纯物质在温度趋近于0 K时熵规定为零。12理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II，哪个状态函数的变量最适合用来判断过程的自发性。 A.DG B.DU C.DS D.DH 13下列各量中，化学势定义式为 A. B. C. D. 141atm、-5的过冷水与-5、1atm的冰比较，其化学势： A. (水)(冰) C. (水)=(冰) D.不能确定 15温度一定时，在相同外压下，稀溶液中溶剂A的化学势A（ ）纯溶剂化学势。A.大于 B.小于 C.等于 D.有时大于，有时小于16已知反应，在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应的标准常数为A. 4 B. 0.5 C. 2 D. 1 17两种理想气体在等温下混合： A.U=0 H=0 S=0 G=0 B.U=0 H=0 S0 G=0C.U0 H0 G0 G Vm(H2O,l)，所以随着压力的增大，则H2O( l )的凝固点将：A.上升 B.下降 C.不变 D.不能确定 19互不相溶双液系的沸点:A.低于任一组分的沸点。 B.高于任一组分的沸点。C.介于A、B两纯物质沸点之间 D.无法判定。20在通常情况下，对于2组分系统平衡时所具有的最大自由度数为. A. 0 B. 1 C. 2 D. 3得 分三、填空题（共12分）1（2分）物理化学研究的两个主要内容是 、 ；化学热力学研究的两个主要内容是 、 。2（2分）对于任意的不可逆循环， U（体系） 0； H（体系） 0；S（体系） 0；S（体系）+S（环境） 0。（填、）3（4分）焦耳实验的热力学特点是：Q= ，W= ， U= ，H= ，其最重要的实验结论为： 。4. （2分）将1molSO3(g)引入一个1000K的真空容器中，反应为SO3=SO2+1/2O2，当总压为206.65kpa时，SO3（g）离解为SO3(g)及O2（g）并达到平衡。已知SO3的离解百分数为25%，则其热力学平衡常数K值为 。5（2分）25时有反应 C6H6(l) + 7.5O2(g)3H2O(l) + 6CO2(g)若反应中各气体物质均可视为理想气体，则其反应的标准摩尔焓变DrH与反应的标准摩尔热力学能变DrU之差约为： 。 得 分四、判断题。正确的标 + ，错误的标 - ，结果填入下表（每小题1分，共15分）NO.123456789101112131415答案1物质的标准态没有确定温度。2 隔离系统内发生的可逆变化过程是S=0，S（环）=0 3 在恒温恒压不作非体积功的情况下,若某过程H0，这个过程肯定可以自发进行 。 4封闭体系发生了一个不可逆过程，我们可以设想出一个始终态相同的可逆过程来算它的S。 5. 在等温等压条件下，DG 0的过程一定不能进行。 6理想混合气体中任意组分B的化学势表达式为mB = mB(g,T) +RTln(pB /p)。 7组成可变的均相系统的热力学基本方程 dG=SdTVdpdnB ，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。 8今有10升萘的苯溶液，其溶质萘化学势为，取出其中一升，则此1升溶液中溶质萘的化学势也为。 9偏摩尔吉布斯函数与化学势是同一个物理量的不同称谓。 10组分B从相扩散入相中，总是从化学势高的相扩散入化学势低的相。11化学反应的 rHm、rGm、K的数值都是与反应的计量式写法有关的。12 可逆绝热过程的熵变都为零。13 分子间一定存在范德华引力，分子间没有排斥力。14 理想气体可逆变化，Ssys=0，A=0，G=0。15二组分系统中，三相共存时自由度为0，即有确定的温度、压强和组成。得 分五、计算题（共18分）1（共12分）苯的正常沸点为353K，摩尔气化焓DvapHm30.77kJmol-1，今将353K、100KPa 下1mol液态苯向真空等温蒸发为同温同压的苯蒸汽（设为理想气体）。（1） 计算该过程中苯吸收的热量Q和作的功W； （4分）（2） 求气化过程DvapGm和vapSm； （4分）（3） 求环境的熵变； （2分）（4） 使用哪种判据，可以判别上述过程可逆与否？并判别之。 （2分）2（共6分）3833K，6.05104Pa时，从测定醋酸蒸气的密度得到平均相对摩尔质量是醋酸单分子的1.520倍。假定气体中只含有单分子和双分子结构，且存在化学平衡：2CH3COOH(g) = (CH3COOH)2(g) 。试求该反应的平衡组成、K、rG m。 福建农林大学考试试卷 （A）卷答案20072008学年第 一 学期课程名称： 物理化学（上） 考试时间 120 min 地点： 专业 年级 班 学号 姓名 题号一二三四五总得分得分评卷人签字复核人签字 得 分一、简答题（每小题4分，共36分）1写出第一章介绍的四个最常用的气体状态方程。理想气体状态方程：pV = nRT范德华方程：维力方程：2总结第一、二章有关理想气体的性质。在任意条件下均符合理想气体状态方程；分子间无相互作用、分子本身不占有体积；体积有加和性（阿玛伽定律）、不能液化、pV成反比例曲线（T一定）内能、焓、热容只受温度影响，与压强、体积无关；3写出封闭系统的四个热力学基本方程。4写出下列各种化学反应系统的等温方程和标准平衡常数的表示式。理想气体反应： 有凝聚相参加的理想气体反应： 实际气体反应： 液态混合物的反应： 5二组分系统的相图有哪些类型？理想系统真实系统一般正偏差最大正偏差一般负偏差最大负偏差液态完全互溶系统 p-x、t-x 图液态部分互溶系统 t-x图气相组成介于两液相之间气相组成位于某液相同侧液态完全不互溶系统 t-x图气 - 液平衡相图固态不互溶凝聚系统 生成化合物凝聚系统固态互溶系统相图热分析法溶解度法：水-盐物系稳定化合物不稳定化合物完全互溶部分互溶有一转变温度有一低共熔点液 - 固平衡相图6已知水在100时的蒸发焓为，问：用一工业锅炉，将1Kg20的水蒸发为180、1.003MPa的水蒸气，需多少热？只要求画出求解过程的框图和计算式。20 水1.003MPa100 水1.003MPa100 水蒸汽1.003MPa180 水蒸汽1.003MPaH1 H2 H3 因为 为恒压无其它功的过程，QP =H =H1 + H2 + H3其中，H1 = nCP,m(l) * 80K H2 = nvapHm H3 = 7写出下列热力学公式的适用范围（1）U = W 绝热过程 （2） 两相平衡中有一相为气体，气体看作理想气体，温度变化范围不大（3）H =Q 封闭体系，无有用功，恒压过程（4）熵判据 绝热体系（孤立体系） 01ap=const.glbL1G1L2G2tBl+gC6H5CH3(A) - C6H6(B)BAt8根据相图，简述将苯和甲苯的混合溶液由a点变化到b点的变化过程。t1t2tAa L1：a 的液态混合物恒压升温，到达L1点时，液相开始起泡沸腾，t1为该液相的泡点。对应的气相相点为G1。L1 G2：系统进入气 - 液平衡两相区。 蒸发过程中，液相相点沿L1 L2线变化，气相相点沿G1 G2线变化，系统点到达至G2点，液相全部蒸发为蒸气，最后消失的一滴液相的状态点为 L2。G2 b：系统进入气相区，G2至 b 为气相升温过程。9恒温槽的组成部件主要有哪些？简述恒温槽的恒温工作原理。 恒温槽的组成部件主要有：槽体、介质、加热器、搅拌器、温度传感器、温度控制器、温度计。通过调节汞定温计上的磁帽，可以控制汞定温计内触丝的位置，即汞定温计内水银的最高膨胀位置。当水浴温度偏低、汞定温计内水银未膨胀及触丝时，汞定温计的引线间未连通，这时电子继电器内的加热器开关打开，对水体进行加热，汞定温计内水银随之膨胀。当水银膨胀到与触丝相接时，汞定温计的引线间接通，这时通过电子继电器关闭加热器，温度不再上升。由于槽温比室温高，恒温槽散热降温，一旦水银收缩至与触丝脱离，电子继电器会立即作出反应使加热器加热。通过灵敏的间歇加热方式，可以维持恒温槽内温度基本恒定。 得 分二、单项选择题（每小题1分，共20分）NO.1234567891011121314151617181920答案AAABDCCCBCBCCBACDBCD1功和热都是 （ A ）A. 途径函数，无确定的变化途径就无确定的数值 B. 途径函数，对应某一状态有以确定值 C. 状态函数，变化量与途径无关 D. 状态函数，始、终态确定，其值也确定21mol某理想气体在恒压下温度升高1K时，此过程的体积功为 ( A ) A. 8.314J B. 8.314J C. 0J D.无法计算 3已知液态水在温度T时的标准摩尔生成焓为x，则氢气在该温度下的标准燃烧焓为 A. x B. x C. 0 D. 2x ( A )4下列说法中不符合热力学第一定律的是 ( B )A. 在孤立体系中内发生的任何过程中，体系的内能不变 B. 在任何等温变化过程中体系的内能不变C. 在任一循环过程中W=Q D. 在理想气体自由膨胀过程中，Q =U = 0。5一定量理想气体在绝热条件下由始态反抗恒外压膨胀至终态，结果体系对外作功。对体系，下列表达不正确的是 ( D )A. U 0 B. H 0 C. W 0 D. Q 0 6. 反应2A+BC中，反应物A从6mol变到2mol，则反应进度为 （ C ）A.1mol B. -2mol C. 2mol D. 4mol 7根据热力学第二定律，在一循环过程中 （ C ）A. 功和热可以完全互相转换 B. 功和热都不能完全互相转换C. 功可以完全转化为热，热不能完全转化为功 D. 功不能完全转化为热，热可以完全转化为功8由热力学基本方程判断：一定量的N2气在恒定的温度下增大压力，则其吉布斯函数 A.增大 B.不变 C.减小 D.不能确定 ( C )9 在101.325kpa下，-10时过冷水结成冰是一个自发过程，该过程中 （ B ）AS = 0，G = 0 B. S 0，G 0C. S 0， G 0， G 010应用G 0作为变化方向或限度的判据可适用于以下哪一种过程？ ( C )A. 等温变化 B. 等温等压变化 C.等温等压且无其它功 D.任意过程11下列关于熵的说法，哪一句是对的？ （ B ）A.隔离系统的熵永远增加。 B.隔离系统的熵永不减少。C.可以用体系的熵值是增加或不变来判断过程是自发变化或达平衡。D. 纯物质在温度趋近于0 K时熵规定为零。12理想气体从状态I等温自由膨胀到状态II，哪个状态函数的变量最适合用来判断过程的自发性。 （ C ） A.DG B.DU C.DS D.DH 13下列各量中，化学势定义式为 （ C ）A. B. C. D. 141atm、-5的过冷水与-5、1atm的冰比较，其化学势： ( B )A. (水)(冰) C. (水)=(冰) D.不能确定 15温度一定时，在相同外压下，稀溶液中溶剂A的化学势A（ A ）纯溶剂化学势。A.大于 B.小于 C.等于 D.有时大于，有时小于16已知反应，在等温条件下，标准平衡常数为0.25，那么，在此条件下，氨的合成反应的标准常数为A. 4 B. 0.5 C. 2 D. 1 （ C ）17两种理想气体在等温下混合： ( D )A.U=0 H=0 S=0 G=0 B.U=0 H=0 S0 G=0C.U0 H0 G0 G Vm(H2O,l)，所以随着压力的增大，则H2O( l )的凝固点将： ( B )A.上升 B.下降 C.不变 D.不能确定 19互不相溶双液系的沸点: ( C )A.低于任一组分的沸点。 B.高于任一组分的沸点。C.介于A、B两纯物质沸点之间 D.无法判定。20在通常情况下，对于2组分系统平衡时所具有的最大自由度数为 （ D ）. A. 0 B. 1 C. 2 D. 3得 分三、填空题（共12分）1（2分）物理化学研究的两个主要内容是 化学热力学 、 化学动力学 ；化学热力学研究的两个主要内容是 变化的方向 、 变化的限度 。2（2分）对于任意的不可逆循环， U（体系） 0； H（体系） 0；S（体系） 0；S（体系）+S（环境） 0。（填、）3（4分）焦耳实验的热力学特点是：Q= 0 ，W= 0 ， U= 0 ，H= 0 ，其最重要的实验结论为： 理想气体的内能只是温度的函数 。4. （2分）将1molSO3(g)引入一个1000K的真空容器中，反应为SO3=SO2+1/2O2，当总压为206.65kpa时，SO3（g）离解为SO3(g)及O2（g）并达到平衡。已知SO3的离解百分数为25%，则其热力学平衡常数K值为0.158 5（2分）25时有反应 C6H6(l) + 7.5O2(g)3H2O(l) + 6CO2(g)若反应中各气体物质均可视为理想气体，则其反应的标准摩尔焓变DrH与反应的标准摩尔热力学能变DrU之差约为：3.7 kJmol-1； 得 分四、判断题。正确的标 + ，错误的标 - ，结果填入下表（每小题1分，共15分）NO.123456789101112131415答案+-+-+1物质的标准态没有确定温度。 （）2 隔离系统内发生的可逆变化过程是S=0，S（环）=0 （）3 在恒温恒压不作非体积功的情况下,若某过程H0，这个过程肯定可以自发进行 。 （）4封闭体系发生了一个不可逆过程，我们可以设想出一个始终态相同的可逆过程来算它的S。 （）5. 在等温等压条件下，DG 0的过程一定不能进行。 （ - ）6理想混合气体中任意组分B的化学势表达式为mB = mB(g,T) +RTln(pB /p)。（）7组成可变的均相系统的热力学基本方程 dG=SdTVdpdnB ，既适用于封闭系统也适用于敞开系统。 （）8今有10升萘的苯溶液，其溶质萘化学势为，取出其中一升，则此1升溶液中溶质萘的化学势也为。 （）9偏摩尔吉布斯函数与化学势是同一个物理量的不同称谓。 （）10组分B从相扩散入相中,总是从化学势高的相扩散入化学势低的相。（）11. 化学反应的 rHm、rGm、K的数值都是与反应的计量式写法有关的。（）12. 可逆绝热过程的熵变都为零。 （）13. 分子间一定存在范德华引